부산대학교 도서관

본 연구에서는 변형된 공침방법을 이용하여 산화철 나노입자와 다양한 조성의 망간 도핑 산화철 나노입자를 합성하고 자기 공명 영상 (MRI) 조영 효과를 확인하였다. MRI 조영제는 진단 영상 촬영 시 영상의 대비를 향상시켜 병을 명확하게 식별하는 데 도움을 주는 약물이다. 기존 MRI에서 사용되는 가돌리늄 킬레이트 기반의 T1 조영제는 일부 환자에서 부작용으로 신원성 전신 섬유증 (NSF)과 같은 문제가 발생하고 있어 산화철 나노입자가 대체 조영제로 주목 받고 있다. 산화철 나노입자는 낮은 독성, 높은 생체 적합성 및 다양한 자성 특성을 가지고 있어 조영제로서 이상적인 특성을 갖추고 있다. 그러나 높은 포화자화로 인해 높은 T2 조영 효과가 나타나 혈관 조영을 방해하게 된다. 또한 세포 내에서 응집 및 자화 증가로 인해 세포에 흡수된 후 T1 대비 효과를 잃는다는 단점을 가진다. 이러한 한계를 극복하기 위해 수 nm 이하의 산화철 나노입자를 T1 조영제로 사용하고자 했으며, T1 조영 효과를 증가시키기 위해 망간 이온을 도입하여 나노입자의 자기적 특성을 제어하였다. 본 연구에서는 변형된 공침합성법을 이용하여 산화철 나노입자 (ION)와 망간이 도핑된 산화철 나노입자 (MION)를 합성하였다. 변형된 공침합성법은 폴리 아크릴산 (polyacrylic acid)과 금속 전구체 (Fe, Mn)를 함유한 수용액에 특정 온도 (55-80 ℃)에서 염기인 암모니아수를 빠르게 주입하는 방법이다. 합성 방법이 간단하고 비교적 낮은 온도에서 가능하며 쉬운 크기 조절, 수용액 내 합성 가능과 같은 장점을 가진다. 산화철 나노입자는 반응 온도, 반응 시간, 망간과 철 이온 비율 등을 조절하여 크기와 조성을 제어할 수 있었다. 제어된 산화철 (ION 1)과 망간 도핑 산화철 나노입자들의 자성 특성, 결정 구조, 이완 시간 등을 분석하였다. r1, r2 값이 크며 (22.5 mM-1s-1, 25 mM-1s-1) r2/r1이 1에 가까운 (r2/r1=1.1) 최적의 망간 도핑 산화철 나노입자 (MION 1)를 얻을 수 있었다. MION 1의 생체 내 T1 조영제로의 응용 가능성을 확인하기 위해 적은 독성과 다양한 수용액 조건 내에서 안정한 상태임을 확인하였다. MION 1은 3 T 팬텀 이미지를 통해 산화철 (ION 1)에 비해 높은 T1 조영 효과 나타내었다. 이렇게 합성된 산화철 나노입자의 다양한 조성, 크기, 자기적 특성 제어는 의료 분야뿐만 아니라 화학, 재료 과학, 환경 분야 등 다양한 분야에서의 잠재적인 활용이 가능할 것이며, 현재 상용화된 가돌리늄 킬레이트 기반의 조영제의 단점을 보완하고 대체할 수 있는 물질로 활용 가능할 것으로 기대된다.